螺旋钻孔灌注桩施工设计概述

许联 陈学根

摘  要：螺旋钻孔灌注桩以其噪声低、适用性广、影响范围小等优越性能而在建筑工程中广泛使用，成为需要快速施工、修复现有超应力结构基础的工程中的第一选择。介绍了外国的螺旋钻孔灌注桩的概述，介绍了Atlas、APGD、Fundex等三种国外的螺旋钻孔灌注桩，分别给出了这三种桩的特点、作用原理和安装方法。另外还提供了螺旋钻孔灌注桩的设计方法，可供参考者选用。

关键词：螺旋钻孔灌注桩;概述;设计方法

中图分类号：TU753.3         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）33-0089-02

Abstract： Spiral bored piles are widely used in construction projects because of their low noise， wide applicability and small impact range. They are the first choice in engineering that requires rapid construction and repair of existing superstressed structures. This paper traces the overview of foreign spiral bored piles， introduces three foreign spiral bored piles of Atlas， APGD and Fundex， and gives the characteristics， working principle and installation method of these three piles. In addition， the design method of the spiral bored pile is also provided， which can be selected for reference.Keywords： spiral bored pile; overview; design method

1 概述

深基础广泛用于岩土工程实践，不同的打桩方法衍生出了各种桩类型。每种类型的桩性质都不同，具体取决于安装或构造方法。螺旋钻孔桩是用螺旋钻具在土体中钻出一部分土体，然后用钢筋混凝土进行浇筑形成的桩。

螺旋钻孔灌注桩已经越来越多地用作结构的基础构件，特别是在需要加速施工或涉及修复现有超应力结构基础的项目中。

不同的学者或研究单位根据不同的施工工艺提出了不同类型的螺旋钻孔灌注桩，现本文简要介绍以下四种国外的螺旋钻孔灌注桩，并对这几种类型的桩进行比较。另外文中还介绍了螺旋钻孔灌注桩的设计方法。

2 螺旋钻孔灌注桩

螺旋钻桩技术的进步部分是由于钻孔灌注桩的发展。通常，钻孔灌注桩的直径范围为0.3m至1.0m，长度可达30m至35m。

为了安装钻孔灌注桩，将一个堵塞的空心阀，连续螺旋钻以一定的速度钻入地下。在钻孔期间，塞子防止土体进入螺旋钻的空心杆中。在钻孔过程中螺旋钻的穿透速度非常重要，因为它对桩的性能有影响。在螺旋钻穿透期间，通过螺旋钻的旋转去除一些土体，并且使与螺旋钻相邻的土体“膨胀”。理想情况下，螺旋钻的穿透速度应使得土体移除且引起的侧向应力释放最小。

2.1 Atlas桩

Atlas桩是一种钻孔、双位移、现浇混凝土桩。在钻孔和提取螺旋钻过程中土体发生横向位移（这是它被称为双位移桩的原因）。钻机有两个可以独立工作的液压油缸，可以进行连续钻孔作业。在硬质土体的情况下，两个液压油缸可以同时工作。钻机可以双转速运行，这样有助于控制不同土体类型的钻具钻入速度（如图1所示）。

2.2 APGD桩

由Berkel&Company Contractors公司申请专利的APGD桩技术是对原始打桩系统的改进。APGD桩安装过程（如图2所示）中地表土体的影响极小，这对于污染场地尤其重要。桩一旦达到所需的深度，高压灌浆在压力下通过钻杆泵送，钻孔工具顺时针旋转撤回，随后将钢筋笼插入灌浆柱中以完成桩的安装过程（如图2所示）。

2.3 Fundex桩

Fundex桩的锥形桩靴的直径范围为0.45m至0.67m，套管的直径范围为0.38m至0.52m。根据所使用的打桩设备，Fundex桩的长度可达25m至35m。在致密或坚硬的层中，钻孔可以与灌浆注入或通过锥形桩靴的水喷射相结合。在达到所需深度后，释放牺牲锥形桩靴，形成扩大桩基，然后将钢筋笼插入套管中并放置混凝土（如图3所示）。

在以上三种桩中，Atlas桩是需要用液压油缸方式的，其他两种采用顺时针螺旋钻并施加垂直力钻孔。APGD桩对土体的扰动较小，由于是钻完孔之后直接回收钻孔工具，因此不需要像其他两种桩一样牺牲桩端。APGD桩与Fundex桩在钻孔结束时壳体抽出时都产生了几乎光滑的钻孔，但是APGD桩产生的轴上下等径，而Fundex桩产生的轴则是上粗下细。

3 设计方法

螺旋钻孔灌注桩是根据现场试验结果设计的，这些桩的可用设计方法遵循与任何其他桩相同的设计理念。桩基础和桩身阻力与桩顶阻力qc（CPT）、标准贯入试验（SPT）冲数N或极限压力计试验（PMT）有关。最终桩容Ru可表示，其中Rb和RS是最终基础，轴容量计算为：Rb=rbAb，RS=rSAS;

其中rb和rS是单位基数和轴阻力， 是代表性的桩基和轴区。

德国标准中描述的钻孔灌注桩的设计方法使用CPT桩靴阻力qc来计算单位基础和轴阻力（如表1所示）。在粘土的情况下，不排水剪切强度Su可以来自qc（如表1所示），或者来自无侧限压缩试验。根据Rizkallah的说法，德国标准没有考虑钻孔桩和钻孔灌注桩（或使用连续螺旋钻安装的桩）之间的差异。

4 结论

螺旋钻孔灌注樁在岩土工程施工中占有重要地位，在实践中被广泛使用，这些桩的优点是它们的结构快速，经济且环保。它们的容量大于具有可比长度和直径的钻孔轴，并且在许多情况下接近驱动桩的容量。介绍了不同类型螺旋钻桩的安装方法和质量控制技术，并提出了基于现场试验结果的可行设计方法。

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